“鱼航员”打破太空生存纪录为神舟二十一“太空鼠”出征铺垫实验基础

AI科技 2025年11月01日 20:10 3 aa

湖北日报全媒记者李玉麟通讯员孙慧

中国科学院水生所国家斑马鱼资源中心主任孙永华研究员在鱼房内展示斑马鱼样本。（湖北日报全媒记者任勇摄）

浩瀚宇宙，中国太空生物研究一次次突破

10月31日，我国神舟二十一号飞船成功发射，跟随三名航天员一起入驻天宫一号的还有四只可爱的小鼠-------我国将首次进行在轨实施啮齿类哺乳动物空间科学实验。

昨日，在中国科学院水生所，国家斑马鱼资源中心主任孙永华研究员在接受本报记者采访时表示，这是我国太空生物研究的又一次重大突破。

浩瀚宇宙，始终是人类探索的科学高地。由于太空中独特的环境，各国一直重视各类动植物在太空环境中的实验研究。

从1946年开始，美国、前苏联就将黑麦、棉花、小球藻和小狗、老鼠、果蝇、斑马鱼、猩猩等各类动植物送入太空进行研究，并取得一项项成果。

新中国成立后，我国也开始加入这一行列。据中国航天科技集团八院603所时亚洲介绍，1966年，我国两次用小型火箭将搭载小狗“小豹”与“珊珊”成功送入太空后顺利返回，小狗安然无恙。在钱学森等科学家的支持下，我国生物探空发射试验在603基地展开，相继将小白鼠、果蝇、菌类等动植物多次成功进行高空往返试验。

改革开放后，随着我国国力与科技水平提升，太空动植物试验加速。自1987年以来，我国已利用返回式卫星和神舟飞船进行了多次搭载实验，涉及1000多个品种的种子和生物材料，为太空动植物研究积累了丰富的经验。

在2016年9月15日，我国天宫二号搭载了一个微型培养箱，其中种植了水稻和拟南芥，成功完成了植物生长全过程实验；2019年1月，“嫦娥四号”生物科普试验载荷在月球表面进行了首次生物实验。搭载了棉花种子、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇等六种生物。虽然棉花种子在月球表面长出了嫩芽，但最终还是因环境恶劣而枯萎死亡。

2024年4月-6月，包含4条斑马鱼和4克金鱼藻的空间先进水生生保系统，随神舟十八号载人飞船成功发射升空并进入中国空间站，在空间站稳定运行了43天，实现了在轨产卵。

2024年10月，神舟十九号首次把果蝇带到空间站。从斑马鱼到果蝇，两者的共同特点焊生命力旺盛，繁殖力强。

如今，小鼠也已开启太空之旅，开展国内首次在轨啮齿类哺乳动物空间科学实验。孙永华表示：“我国太空生命科学研究从藻类到鱼类再到哺乳类，体现了从低等生物到高等动物拓展的趋势，说明空间生命科学研究正逐步走向深入。”

中国太空生物研究闪耀湖北智慧

探索苍穹中的动植物，也浸透着湖北科研人的心血与智慧。

“可以说，斑马鱼的太空实验为此次神舟二十一号的4只‘太空小鼠’的勇敢出征铺垫了基础。”11月1日，孙永华研究员自豪地说：“在神舟十八号任务期间，由4尾斑马鱼与4克金鱼藻组成的小型受控生命保障系统，实现了我国在太空培养脊椎动物的突破。该系统完成了斑马鱼从生长发育到繁殖的长期培养实验，创造了水生生态系统空间运行43天的新世界纪录。”

作为国际学术界公认的四大模式动物之一（另外三种为小鼠、果蝇、线虫），斑马鱼为何能“出征”太空？

孙永华解释：“斑马鱼与人类基因组相似度超过80%，对探索生命科学、理解人类疾病致病机理和研发新型药物意义重大。而且它3个月就能性成熟，一对斑马鱼可产几百颗卵，它还具有体外受精、体外发育的优势，特别便于开展长时程的实时观测研究。”

孙永华说，虽然斑马鱼进化地位比胎生哺乳动物小鼠低，是卵生水生鱼类。但繁殖快、产卵多、体外发育的特性让科学家能快速观测并搜集其在太空产卵的结果。神舟十八号任务中，科研人员通过产卵盒收集鱼卵，还借助太空摄像头全程捕捉“鱼航员”行为模式，观察到其在微重力环境下颠倒游泳、旋转运动等现象，为“小鼠太空员”如何在失重环境下生存和搭建实验环境提供了经验。

上太空的“鱼航员”也是经过层层筛选的“佼佼者”。“我们提前在多个世代中，精心挑选每一代最强壮的斑马鱼。挑选时，会给待选鱼施加振荡、水压、极限水位环境等考验。”孙永华称。

据介绍，中国科学院水生所很早就参与了我国的受控生态生命支持系统（CELSS）研究。1968年，水生所就试验利用小球藻产氧气供海军在潜艇中呼吸。此后，在刘永定研究员带领下，水生所取得了一系列的阶段性研究成果，包括联合中国科学院8个单位研制了通用生物培养箱，完成了包括高等植物幼苗、藻类、小型动物、微生物、藻类与水生动物在内的多次空间飞行实验。

但他同时表示，“斑马鱼和小鼠并非替代关系”，“按照国家的长期航天规划，我国未来要实现长期的载人航天活动就需要有受控生态生命支持系统（CELSS）的技术支撑。譬如，藻类就可以像植物一样进行光合作用，与航天员组成一个互补的气体交换系统。养殖鱼类则可以为航天员提供鲜活的动物性蛋白营养供给。”

据了解，未来1年至2年，我国还将有斑马鱼上太空的计划，进一步研究太空环境下胚胎发育过程中的科学问题。从藻类到果蝇，从斑马鱼到小鼠，这些不断“出征”的“太空使者”，不仅闪耀着湖北智慧，更将为人类在太空长期生存、开展深空探测奠定坚实的科学基础。

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